Exemple d utilisation du tableau d aide aux apprentissages

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1 Exemple d utilisation du tableau d aide aux apprentissages Niveau TS : Régulation physiologique de l'axe gonadotrope chez le mâle Problème : Tester l'hypothèse "le fonctionnement du se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamo-hypophysaire". Domaine scientifique de connaissances : Reproduction Connaissances : Le contrôle de la testéronémie se fait par l hypothalamus. La sécrétion de testostérone ainsi que la production de spermatozoïdes sont déterminées par la production continue des gonadostimulines hypophysaires (FSH et LH) induite par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique. La GnRH est sécrétée sous l influence de stimulus d origine interne ou externe. La testostéronémie est détectée en permanence par le complexe hypothalamo-hypophysaire. La testostérone exerce sur ce complexe une rétroaction négative : ainsi, la testostéronémie est constante. Capacités : Observer, recenser et organiser des informations Proposer un protocole Étudier des résultats expérimentaux Réaliser un schéma bilan. Attitudes : Faire preuve d autonomie et d initiative Activité proposée : (durée h) Présentation + remplissage tableaux 0mn Activité 1h Bilan 0 mn Consignes On émet l'hypothèse que "le fonctionnement du se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamo-hypophysaire". 1) Préparer une feuille de recherche sur laquelle vous indiquerez les différentes observations ou expériences que vous désirez réaliser afin de tester cette hypothèse. ) Présenter les résultats de ces expériences ou observations afin de dégager les éléments qui permettent d'argumenter par rapport à cette hypothèse. (Vous présenterez les résultats et la conclusion de votre étude d'une manière synthétique libre mais explicite). Document d'aide : le tableau Talbot Ce qu il faut faire Comment le faire Ce que je sais Ce que je ne sais pas encore Documents préparée et aides cf ci-dessous ou site :

2 PISTES POSSIBLES Documents Observer le complexe Hypothalamo hypophysaire Document 1 (Voir doc et p. 156) Réaliser des ablations - HPT, - HPSE -, Mesurer des taux hormonaux - au niveau du - au niveau de l'hypophyse - au niveau de l'hypothalamus - comparer les sécrétions de Testostérone et d' hypophysaires Document Document Document 4 Document 4 bis Document bis Document bis Document 4 bis Réaliser des expériences - sur les rôles de la LH et de la FSH Document "bis" Analyser des cas cliniques - cf ablations Bilan Le remplissage du tableau à été fait individuellement en fin de séance. L'activité à été faite par binôme. Bon ressenti prof et élèves (tout le monde semblait content) Une réelle implication de tous les élèves (sauf 1) élèves ont eu du mal à démarrer et ont utilisé "l'aide au démarrage" Seulement binomes ont terminé le schéma complet dans le temps imparti (mais ce n'était pas le but) Le schéma à été complété par les élèves lors du passage au tableau de 4 groupes (les autres avaient des résultats ou des informations redondantes) Mise en commun efficace propice à de bons échanges et au final un schéma bilan complet pour chaque élève. Peu de perte de temps par rapport à l'an dernier et un travail efficace. Il a été intéressant pour moi de tester ce tableau en lycée Les élèves de Terminales sont à l'aise dans ce genre de réflexion et de schématisation (réinvestissement des acquis de de et 1 S) Il semble que le niveau des élèves sur ces connaissances et ces capacités était bon. (Pourtant c'est une classe ou beaucoup sont en difficulté et ou les résultats sont très moyens). Du coup on peut s'interroger sur l'opportunité d'utiliser cette méthode pour travailler des capacités peut-être déja acquises. J'en vois deux: - on peut travailler d'autres capacités (autonomie, entre-aide, comparaison des procédures, optimisation des schémas...) - et plus simplement : le réel interêt montré par les élèves lors de cette séance. Cela m'a servit aussi d'évaluation diagnostique par rapport à leur savoir faire et leur connaissance pour l'autre partie du chapitre concernant la femme (où on a refait un séance un peu similaire sur ordinateur mais qui à mon avis guidait déja les élèves sur certaines procédures et donc limitait un peu leur autonomie).

3 Documents d'aide Au démarrage: QUAND ON VEUT ÉTUDIER LE FONCTIONNEMENT D 'UN APPAREIL PLUSIEURS TECHNIQUES SONT À LA DISPOSITION DES CHERCHEURS. 1) En premier il convient de bien connaitre l'anatomie des organes étudiés! et éventuellement les connections (sanguines ou nerveuses) qui peuvent exister entre ceux-ci. ) Une technique fréquement utilisée en physiologie consiste à réaliser des ablations c'est à dire à enlever un organe (ou une partie d'organe) et à regarder les conséquences de ces ablations sur le fonctionnement de l'organisme. ) Une autre technique utilisée en endocrinologie (étude des ) consiste à injecter des sur un individu normal ou sur un individu auquel on a déja enlevé un organe. 4) En neurobiologie on pratique aussi des stimulations électriques de certains nerfs (neurones) en envoyant de faibles décharges électriques qui miment des signaux nerveux. Au cours de la séance: Etant donné la multipliciyé des supports les aides ont pris la forme de discussion à l'oral avec les différents groupes QUAND ON VEUT ÉTUDIER LE FONCTIONNEMENT D 'UN APPAREIL PLUSIEURS TECHNIQUES SONT À LA DISPOSITION DES CHERCHEURS. 1) En premier il convient de bien connaitre l'anatomie des organes étudiés! et éventuellement les connections (sanguines ou nerveuses) qui peuvent exister entre ceux-ci. ) Une technique fréquement utilisée en physiologie consiste à réaliser des ablations c'est à dire à enlever un organe (ou une partie d'organe) et à regarder les conséquences de ces ablations sur le fonctionnement de l'organisme. ) Une autre technique utilisée en endocrinologie (étude des ) consiste à injecter des sur un individu normal ou sur un individu auquel on a déja enlevé un organe. 4) En neurobiologie on pratique aussi des stimulations électriques de certains nerfs (neurones) en envoyant de faibles décharges électriques qui miment des signaux nerveux. Au cours de la séance: Etant donné la multipliciyé des supports les aides ont pris la forme de discussion à l'oral avec les différents groupes

4 Propositions élèves Ce qu il faut faire Comment le faire Ce que je sais chercher le rôle d' dans le fonctionnement de l'hypt montrer que par le sang HPT à une incidence sur les s tester l'utilité de HPT puis HPSE puis du complexe prouver que le complexe HH a une influence sur les s comprendre le fonctionnement et le rapport entre le et HH prouver que HPT commande le fonctionnement du montrer que HH commande le fonctionnement du montrer que HH contrôle le fonctionnement du empêcher les sécrétions hormonales du HH pour voir si le fonctionne prouver que le fonctionnement du se fait sous contrôle hormonal de HH étudier le fonctionnement du sans, avec moins d' que normalement castration testiculaire observation activité HH mise en relation T et produites par HH ablation HPT ablation HPSE puis des deux ablation HPSE analyser les communications entre la glande et le cerveau et isoler les deux points pour savoir si la communication est essentielle ablation pour savoir si les des s communiquent avec la région HH mise hors service de HPT (ablation, gène...) => trouver le gène empêchant le fonctionnement du s=> individus sans HPT (si stérile hpt joue un rôle!) regarder la présence ou non du système nerveux périphérique substituer l'hpt d'un individu et observer le comportement d'un montrer que HH est lié au fonctionnement du coupe du complexe enlever le complexe suppression HH puis observation du fonctionnement ou pas du observation des de HH et on les comparer aux opérant dans le déplacer les de HH dans une autre partie de l'individu injection d' ou d'un produit pour les diminuer ablation HPT HPSE Hormones se déplacent dans le sang le complexe HPT HPSE produit une hormone et agit sur le le produit des HPSE reliée au cerveau fabrique spz cerveau => système nerveux fabrique des rien dissection Ce que je ne sais pas encore qui de HPT ou HPSE produit l'hormone quelles contrôle le complexe possibilité d'un autre élément influant sur si un individu peut vivre sans HPT comment ils sont liés isoler, bloquer, doser des ablation sans

5 avec plus d' supprimer HPSE supprimer HPT utiliser d'autres Prouver l'existence d'un lien entre HPSE et le fonctionnement du Le fonctionnement du se fait sous contrôle de HH injection de différentes Ablation d'hypophyse puis prise de sang pour voir si il y a toujours de la testostérone Isoler les s du complexe HH par voies nerveuses Isoler les s du complexe HH par voie sanguine Isoler le complexe HH rien Les s sont déjà sous contrôle de la testostérone tuer l'organisme isoler et injecter des Le est sous contrôle de la testostérone : est-ce que la testostérone est produite par l'hypohyse? Je tente de couper tout lien hormonal entre HPSE et et compare avec les réactions d'un témoin Montrer un lien entre le complexe et le fonctionnement des s Observer le développement des s sans HPT Observer le développement des s sans HPSE testostérone ou AMH fonctionnelle? Montrer que le complexe contrôle le fonctionnement du montrer que le contrôle est hormonal Voir si le complexe a une influence sur le développement des s Je ne sais pas trop comment le faire mais le ne doit pas être totalement dépendant de HPSE Couper momentanément la connexion entre HPSE et HPT enlever l'hpt du complexe Enlever l'hpse du complexe Observer dans chaque cas les capacités à produire des gamètes Substitution de l'hpt et observation du fonctionnement des s observation de cellules ou présentes dans le complexe et dans le Ablation de l'hpt ablation de l'hpse recherche de testostérone et AMH Ablation du complexe chez une souris mâle pour vérifier le rôle du complexe Observer le développement du avec le complexe observer le développement du en enlevant le complexe ablation du complexe et pose d'un Le message hormonal est transmis par le sang Les se diffusent dans le sang Le produit des (testostérone, AMH) Le complexe émet des qui auront un effet Est-ce que le cerveau contrôle le développem ent embryonnair e au niveau du sexe phénotypiqu e? Est-ce que ces auront un effet sur le

6 cristal d' qui servent au développement des s? Est-ce que la présence du complexe est indispensabl e Synthèse propositions élèves Ce qu il faut faire 1 observation HH 1 bis bis Comment le faire Ablation du complexe HH puis observation du fonctionnement ou pas du ablation HPT Couper momentanément la connexion entre HPSE et HPT mise hors service de HPT (ablation, gène...) injection d' hypothalamiques Ce que je sais le complexe HPT HPSE produit une hormone HPT HPSE Ce que je ne sais pas encore si un individu peut vivre sans HPT ablation HPSE HPSE reliée au cerveau quelles contrôle le complexe bis injection d' hypohysaires 4 castration testiculaire Isoler les s du complexe HH par voie sanguine le produit des qui de HPT ou HPSE produit l'hormone 4 bis injection d' testiculaires 5 regarder la présence ou non du système nerveux périphérique? Isoler les s du complexe HH par voies nerveuses cerveau => système nerveux

7 Fiche de suivi NOM prénom ADONIS BEAULE Proposition Ressour ces Raisonnement protocole utilisation docs Produc tion Présent ation ablation HPT ablation T MULA ablation HPSE- HPT injection H bis BOYER CHAMOUX CHANFREAU DURAND MALET LAIR LALLIER DAVANT MARCIA empêcher les sécrétions hormonales du complexe ablation HH comparaison H du complexe et H présentes dans le bis Livre p. 155 et Isoler les T ablation HPSE- HPT ablation HH ablation HPT ablation HPSE ablation HH Isoler les T isoler le complexe HH Injection d'hormones ablation HPT 4 bis ablation HPSE MATHIEU ZANATTA BENAISSA MURAT OURTIES ablation HPSE ablation HPT couper le relation HPT HPSE ablation HPT ablation HPSE RAGUET ablation HPSE ablation T

8 ROOU MEYEFELD Mesures d' T et HH Ablation ablation HPT HPSE observation des liaisons nerveuses 4 bis bis et bis 5 et 5bis Évaluation de l utilisation de l'outil «tableau Talbot» Grille professeur Concernant mes élèves : Pendant la séance réalisée avec l outil Oui Plutôt Oui Les élèves se sont appropriés la problématique + Les élèves ont utilisé les aides préparées + Les élèves ont été plus actifs et motivés + Les élèves ont pris des initiatives + Les élèves ont eu la liberté de proposer leur + propre méthode de résolution Les élèves sont arrivés à résoudre le problème + (réaliser la tâche complexe) Les élèves ont acquis des connaissances + Les élèves ont acquis des capacités + Les élèves ont compris l utilisation de l outil + Plutô t non Non Je ne sais pas Avant la séance Pendan t la séance Après la séance Me concernant : Le temps de préparation de la + séance a été plus important J ai préparé des aides individualisées Je suis parvenu(e) à mieux gérer les élèves en difficultés J ai mis en place plus facilement de + la diversification pédagogique pour gérer l hétérogénéité J ai pu gérer le temps prévu pour + cette séance Les échanges professeur élève ont + été favorisés J ai mieux géré le suivi individuel + des apprentissages de mes élèves Mon rôle dans la classe a changé + J ai réinvesti/retravaillé des + éléments de cette séance lors des séances suivantes Oui Plutôt Oui + + Plutôt non Non Je ne sais pas Vos remarques / améliorations à proposer concernant cet outi la présentation des résultats et réflexions a été souvent proposée sous la forme d'un tableau : par exemple : objectif - expérience réalisée - observations / résultats - conclusion

9 ACTIVITE : ETUDE DE LA REGULATION PHYSIOLOGIQUE DE L AXE GONADOTROPE CHEZ L HOMME. A la base du cerveau il existe une glande : l hypophyse reliée à la partie inférieure du cerveau appelée l hypothalamus. L ensemble forme le complexe hypothalamo-hypophysaire. (voir ci-dessous) On émet l'hypothèse suivante : "le fonctionnement du se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamohypophysaire". 1) Préparer une feuille de recherche sur laquelle vous indiquerez les différentes observations ou expériences que vous désirez réaliser afin de tester cette hypothèse. ) Présenter les résultats de ces expériences ou observations afin de dégager les éléments qui permettent d'argumenter par rapport à cette hypothèse. (La présentation de vos résultats et conclusions est libre mais doit être synthétique et explicite).

10 Document 1 : Le système hypothalamo-hypophysaire Les neurones de la région hypothalamique ventromédiane produisent une hormone (on parle de «neurohormone») : la GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone). Doc 1 bis : Ablation du complexe HH. résultats observés - une atrophie des s - un arrêt de la production de testostérone et des spermatozoïdes - une régression des caractères sexuels secondaires

11 Doc. 1 : Le système hypothalamo-hypophysaire Voir livre p. 156 Doc. : Ablation de l'hypothalamus. résultats observés - une atrophie des s - un arrêt de la production de testostérone et des spermatozoïdes - une régression des caractères sexuels secondaires Doc. bis : mesure des Taux sanguins de GnRH. Doc. : Quelques résultats expérimentaux d'ablations de parties d hypophyse. Expériences d'ablations au niveau de l'hypophyse. - L ablation totale de l hypophyse entraîne l arrêt de la synthèse de testostérone et la chute du nombre de spermatozoïdes produits. - L ablation du lobe antérieur de l hypophyse a le même effet. - Par contre l ablation du lobe postérieur de l hypophyse n a aucun effet sur l activité du.

12 Doc. bis : mesure des taux d' hypophysaires Taux sanguins de LH et FSH chez l homme. Expériences Une expérience sur le rôle de la LH. En 197 une équipe de recherche de Clermont-Ferrand pratique des cultures de tubes séminifères de s de porc. Les tubes séminifères sont séparés en deux lots. Les deux lots sont placés à 5 C dans un milieu nutritif complet. Le lot 1 est placé dans un milieu sans LH. Dans le milieu nutritif du lot on rajoute de la LH. Après 0 jours on constate que les tubes séminifères du lot 1 montre une disparition d un grand nombre de cellules de Leydig ainsi qu une faible concentration de testostérone dans le milieu de culture. Dans le lot le nombre de cellules de Leydig ne varie pas et on mesure une forte concentration en testostérone dans le milieu. NB : le rôle de la FSH. La FSH stimule la spermatogenèse. Cette hormone n agit pas directement sur les cellules germinales mais sur les cellules de Sertoli qui interviennent comme intermédiaires entre la testostérone et les cellules germinales au niveau des tubes séminifères.

13 Doc. 4 : Quelques résultats expérimentaux d'ablations de s.

14 Doc. 4 bis : Mesure de la concentration plasmatique de la testostérone. Concentration plasmatique de la testostérone en fonction du temps Le taux de testostérone dans le sang dépend de sa production et de sa dégradation. La durée de vie d une molécule de testostérone est limité, la testostérone produite est donc dégradée en permanence par l organisme. Des études récentes, basées sur des dosages très rapprochés au cours de la journée montrent que la testostérone n est pas libérée dans le sang de manière constante mais sous forme de «pulses», chacun correspondant à un épisode bref (quelques minutes) de libération intense d hormone. Le taux sanguin de l hormone augment alors brutalement puis décroît plus lentement, ce qui traduit une disparition progressive de l hormone. Taux sanguins de LH et de testostérone pendant 4 h chez le bélier. Doc. 5 : Quelques résultats expérimentaux sur les connections nerveuse entre HPT et HPSE - La section des connexions nerveuses entre l'hypothalamus et l'hypophyse sans toucher aux connexions sanguine n'a aucun effet sur le fonctionnement du. - La section des connexions sanguines entre l'hypothalamus et l'hypophyse sans toucher aux connexions nerveuses entraine un arrêt de l'activité du. Doc. 5 bis : Relation entre le système nerveux et le complexe hypothalamo-hypophysaire - +

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